Question

【題目】如圖甲所示的電路圖，研究通過導體的電流與電阻的關系，電源電壓恒為3V，電流表量程是0～0.6A，R是分度值為0.1的電阻箱，R′是規格為“20Ω 2A”的滑動變阻器．
（1）按甲圖連接好電路后，閉合開關S之前，應將滑動變阻器R′的滑片滑到端（選填“a”或“b”）．開始實驗時，發現電流表和電壓表都有示數，無論怎樣調節滑動變阻器的滑片，電壓表和電流表示數均不變，請你分析電路發生的故障可能是 ． （回答一種即可）
（2）排除故障之后，改變電阻箱的阻值，再調節滑動變阻器的滑片，使電壓表示數保持不變，記下電阻箱的阻值與對應的電流表示數描在乙圖中，根據所描點對應的數據可知，電壓表示數為V．該同學在操作中將電阻箱的阻值有1Ω調為丙圖的示數，此時電阻箱的讀數為Ω．為了保持上述電壓表的示數不變，應該將滑動變阻器的滑片向端（選填“a”或“b”）滑動到適當的位置．此時滑動變阻器接入電路中的阻值應為Ω．
（3）同學們在交流討論中提出，既要保證上述電壓表示數不變，又要使通過電流表的電流不超過其量程，那么電阻箱的阻值最小只能調為Ω．

Answer 1

【答案】
（1）b；變阻器同時接了上面兩個接線柱（或變阻器同時接了下面兩個接線柱）
（2）2；5；b；2.5
（3）3.4
【解析】解：（1）由圖知，在閉合開關前，應將滑片移至b端，使其阻值最大； 電流表和電壓表都有示數，說明未發生斷路或短路現象，無論怎樣調節滑動變阻器的滑片，電壓表和電流表示數均不變，說明變阻器不起作用，可能同時接了上面或下面兩個接線柱；（2）由圖象知，當R=5Ω時，電流I=0.4A，可知電阻兩端的電壓U=IR=0.4A×5Ω=2V；
由圖丙知，電阻箱的阻值為0×100Ω+0×10Ω+5×1Ω+0×0.1Ω=5Ω；
電阻值由1Ω換為5Ω，電壓表的示數將變大，為保持電壓表的示數不變，應增大變阻器的阻值，將滑片向b端滑動；
變阻器兩端的電壓U滑=3V﹣2V=1V，所以變阻器的阻值R滑= = =2.5Ω；（3）當電流為0.6A時，電阻箱的阻值R′= = ≈3.3Ω，取3.4Ω．
故答案為：（1）b；變阻器同時接了上面兩個接線柱（或變阻器同時接了下面兩個接線柱）；（2）2；5；b；2.5；（3）3.4．
（1）為保護電路，在閉合開關前，應將滑片移至最大阻值處；
無論怎么調節變阻器，電壓表和電流表示數不變，說明變阻器不起作用，接法錯誤；（2）根據所描點對應的電流和電阻值，根據U=IR來計算電壓值；
用各指針所指的示數乘以下面的倍數，然后將所有的數值相加，即為該電阻箱的讀數；電阻變大，兩端電壓變大，為保持電阻兩端的電壓不變，用增大變阻器的阻值；根據串聯電路的特點及歐姆定律計算出變阻器的阻值；（3）根據電阻兩端的電壓及最大電流得出電阻箱的最小阻值（注意電阻箱只能讀整數）．